DE1570138A1

DE1570138A1 - Verfahren zum Vulkanisieren von russhaltigen Verschnittmischungen aus Naturkautschuk und Butylkautschuk

Info

Publication number: DE1570138A1
Application number: DE19651570138
Authority: DE
Inventors: Roy Hrishikesh Chandra
Original assignee: Metzeler AG
Current assignee: Metzeler AG
Priority date: 1965-10-28
Filing date: 1965-10-28
Publication date: 1969-08-28
Also published as: DE1570136A1; DE1570139A1; GB1127102A; DE1570140A1; DE1570141A1; DE1570137A1

Description

Verfahren zum Vulkanisieren von rußhaltigen Verschnittmischungen aus Naturkautschuk und Butylkautschuk Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Vulkanisieren von rußhaltigen Verschnittmischungen aus Naturkautschuk und Butylkautschuk, die neben einem schwefelhaltigen Vulkanisationssystem Zinkoxyd enthalten, unter Druck und Wärme.
Ungesättigte Polymere konnten bisher mit einem gesättigten Polymer nicht so zusammenvulkanisiert werden, daß ein praktisch verwendbares Vulkanisat entsteht. Seit der Erfindung des Butylkautschuks im Jahre 1937 blieben Bestrebungen, dieses Polymer gemeinsam mit normalen ungesättigten Polymeren zu verarbeiten, ohne wesentlichen Erfolg. Theoretisch war man wohl in der Lage, die Vulkanisierbarkeit von Butylkautschuk mit anderen Polymeren auszuführen. Die praktischen Versuche hatten aber keinen Erfolg, d.h. die erzielten physikalischen Eigenschaften des Vulkanisates genügten nicht den praktischen Anforderungen.
Um den Butylkautschuk trotzdem allgemein verwendbar zu machen, wurden halogenierte Butylkautschuke entwickelt, die die Eigenschaften von Butylkautschuk mit der Verträglichkeit ungesättigter Polymere verbinden. Diese Entwicklung zeigt, daß das Problem, Butylkautschuk mit anderen Polymeren zu vulkanisieren, von der Fachwelt zumindest vorläufig als unlösbar angenommen wird.
Die Vor- und Nachteile der halogenierten Butylkautschuke sind bekannt. Der bromierte Butylkautschuk ist in seinen Eigenschaften günstiger als der chlorierte. Diese Kautschukverbindungen sind zwar verhältnismäßig teuer, jedoch billiger als Chloroprenkautschuk, chlorsulfoniertes Polyäthylen usw.
Luftschläuche aus Butylkautschuk werden für Fahrzeugbereifungen in bedeutendem Umfange hergestellt. Trotzdem wurde bis jetzt von keinem Hersteller das Problem Stoß bei Butylschläuchen befriedigend gelöst. Als Grund dafür muß die durch den Polymercharakter bedingte schlechte Klebkraft und der kalte Fluß des Butylkautschuks angesehen werden.
Bekannt wurden bereits Verschnittmischungen aus Naturkautschuk und Butylkautschuk, die neben Kanalruß, Zinkoxyd und Stearinsäure ein schwefelhaltiges Vulkanisationssystem enthalten, das aus Mercaptobenzothiazol, Tetramethylthiuramdisulfid und zwei bis drei Gewichtsteilen elementarem Schwefel, bezogen auf 100 Gewichtsteile Gesamtkautschuk, besteht. Die Anteile an Naturkautschuk dieser Verschnittmischungen sind sehr niedrig gehalten. Vulkanisate aus solchen Verschnittmischungen heizen nicht aus und sind deshalb insbesondere für Seitenwände von FahrzeugluStreifen zu weich.
Es wurde nun gefunden, daß diese Nachteile vermieden bzw. verkleinert werden können, wenn solche Verschnittmischungen vulkanisiert werden» die zumindest Alterungsschutzmittel, Zinkstearat, Weichmacher sowie Kieselsäure enthalten und deren Vulkanisationssystem aus Mercaptobenzothiazol, Tetramethylthiuramdisulfid, Diphenylguanidin, Dibenzothiazyldisulfid, ppt -Dibenzoylchinondioxim, Phthalsäureanhydrid und weniger als einem Gewichtsteil elementarem Schwefel, bezogen auf 100 Gewichtsteile Gesamtkautschuk» zusammengesetzt ist.
Vulkanisate aus solchen Mischungen können nicht nur vorteilhaft für Butylluftschläuche, sondern auch für andere technische Gummiartikel verwendet werden.
Die physikalischen Eigenschaften von Vulkanisaten aus solchen Verschnitten sind denen aus bekannten, Kieselsäure nicht enthaltenden, Verschnittmischungen aus Naturkautschuk und Butylkautschuk insbesondere in bezug auf die Schnittfestigkeit überlegen, sie sind auch Vulkanisaten aus Verschnittmischungen von Naturkautschuk und Chloroprenkautschuk nahe und sind dabei wesentlich preiswerter als diese.
In den nachfolgenden Mischungsbeispielen I bis III sind bekannte und allgemein Ubliche-Naturkautschuk (I)- und Butylkautschukqualitäten (II) einer Naturkautschuk-Butylkautschuk-Verschnittqualität (III) zum Vergleich gegenübergestellt.
Mischung I Gewichtsteile Naturkautschuk (Para II) 95,-Styrolbutadienkautschuk (Synpol 1500) 5,-Weichmacher (Naftolen) 1,8 Zinkhydrat 10,-Synthetische Fettsäure (Aktiplest OL100) 1,2 Stearinsäure (Stearin P) 2,-Mineralgummi als Füllstoff (Mineralgi) 1,6 Wachs (Ozokerit P) 2,5 Kleber (KO-Harz) 1,6 Phenylalphanaphtylamin (Phenyl alpha) 0,6 Phenylbetanaphtylamin (Aldol beta Boh) 0,6 Abbaumittel (Renazit IV gran,) 0,02 Azetylenruß (Ruß 36) 22,3 halbaktiver Ruß (Ruß E) 11,1 Schwefel (Ölschwefel 0,2) 2,6 Dibenzothiazylidsulfid mit Öl (Ölvulkasit M) 0,6 Diphenylguanidin mit Öl (Ölvulkasit D) 0,33 Prüfergebnisse t Heizung bei 143° 0 23 Min tb Min Modul bei 300 % kg/cm2 40 40 Modul bie 500 % kg/cm2 114 110 Zugfestigkeit kg/cm2 215 200 Bruchdehnung % 650 645 Shore-Härte Bhoregrade 48 46 Elastizität % 53 54 Mischung II @ewichteteile Butylkautschuk (Butyl 5000 8) 100,-Forum 40 (Paraffinöl-paraffinisches Öl) 17, -Zinkoxyd (Zink I RS) 5,-Poliac (Polymeres p-Dinitrosobenzol) 0,1 Kleber (KO-Harz) 1,-halbaktiver Ruß (Ruß Durex 0) 30, -Ofenruß (Ruß Oorax A) 30, -Schwefel (Ölschwefel 0,2) 2,2 Tetramethylthiuramidsulfid (Vulkazit Th) 1,-Mercaptobenzothiazol (Vulkazit 0) Prüfergebnisse: Heizung bei 162° C 20 Min 30 Min Modul bie 300 % kg/cm2 50 54 Modul bei 500 % kg/cm2 82-Zugfestigkeit kg/cm2 83 80 Bruchdehnung % 505 ! Shore-Härte Shoregrade 55 5 Elastizität % 17 16 Mischung III Gewichtsteile Naturkautschuk (Para II) 70,-Butylkautschuk (Butyl 218) 30,-Weichmacher (Naftolen) 20,-Zinkoxyd (Zink I RS) 1,5 Zinkstearat 3,5 Mercaptobenzoimidazol (Weiß MB) 0,5 N-phenyl-N'-isopropyl-p-phenylendiamin (Aldol 4010 NA) 0,5 Wachs (Ozokerit P) 2,5 Kleber (Cumaronharz flüssig) 3,-Abbaumittel (Renezit IV gran,) 0,1 Kieselsäure (VN 3) 10,-halbaktiver Ruß (Ruß %) 20,-Ofenruß (Ruß Corez 3) 20,-Phtalsäureanhydrid (Vulkalent B) 1,-Schwefel (Ölschwefel 0,2) 0,66 Mercaptobenzothiazol (Vulkazit C) 0,5 Tetramethylthiuramidsulfid (Vulkazit Th) 0,1 Dibenzothiazylidsulfid mit Öl (Ölvulkazit M) 2,6 Diphenylguanidin mit Öl (Ölvulkasit D) 0,33 pp'-Dibenzoylchinondioxim (Dibenzo GMP) 1,5 Praforgebolese 1 Heizung bei 162° C 20 Min 30 @@@ Modul bi 300 % kg/cm2 49 45 Modul bei 500 % kg/cm2 103 96 Zugestigkeit kg/cm2 118 109 Bruchdehnung % 550 540 Shore-Härte Shoregrade 54 53 Elastizitär 27 28 Die Ergebnisse der Prüfung zur Mischung III liegen swischen denen der Vulkanisate nach den Mischungen x und II, d. h., zwischen der Naturkautschuk- und Butylqualität, Der Naturkautschuk-Butylkautschuk-Verschnitt nach Mischung III ist in bazug auf Hitzebe ständigkeit und Luftdurchlzssigkeitswiderstand besser als das Naturkautschukvulkanisat gemäß Mischung I und der Verarbeitbarkeit nach wesentlich vorteilhafter als die Butylqualität der Mischung II. Das Verschnittvulkanisat Der Mischung III kann neben zahlreichen anderen technischen Verwendungen besondere auch zu Innenplatten für achlauchlese @eifen verwendet werden.
Es ist klar; daß ähnlich vorteilhafte Naturkautschuk-Butylkautschuk-Verschnittvulkanisate auch ult gegenüber dar Mischung III abweichenden Gewichtsteilen der Mischungebestandteile erreichbar sind.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e 1. Verfahren zum Vulkanisieren ton rußhaltigen Verschnittmischungen aus Naturkautschuk und Butylkautschuk, die neben einem schwefelhaltigen Vullkaniaations sgstem Zinkoxyd enthalten, unter Druck und Wärme, dadurch gekennzeichnet» daß solche Verschnittmischungen vulkanisiert werden, die zumindest Alterungsschutzmittel, Zinkstearat;, Weichmacher sowie Kieselsäure enthalten und deren Vulkanisationssystem aus Mercaptobenzothiazol, Tetramethyl thiuram&sulfid» Diphenylguanidin, Dibenzothiazyldisulfid. pp'-Dibenzoylchinondioxim, Phthalsäureanhydrid und weniger als einem Gewichtsteil elementarem Schwefel, bezogen auf 100 Gewichtsteile Gesamtkautschuk zusammengesetzt ist.
2. Verfahren zum Vulkanisieren von rußhaltigen Verschnittmischungen aus Naturkautschuk und Butylkautschuk nach Anspruch 1,: dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Teil der Alterungsschutzmittel aus Mercaptobenzimidazol und N-phenyl-N'-isopropylp-phenylendiamin besteht.